微波再生活性炭的研究摘要：由于廢氣和廢水處理過程中大量使用，產(chǎn)生了大量危廢，本論文考察利用微波再生廢活性炭，分別從活性炭量、微波功率、微波時間、溶劑配比來找到最優(yōu)的再生方法，該方法能最大化除去活性炭吸附在表面和微孔中有機(jī)物和無機(jī)物；產(chǎn)生的再生物可以循環(huán)利用。能提高活性炭的再生速度和再生活性炭的質(zhì)量，進(jìn)而減少活性炭再生的成本，提高活性炭再生的效率和質(zhì)量。關(guān)鍵詞：活性炭；再生；微波活性炭具有比表面積大，吸附能力強(qiáng)的特點。作為吸附劑，活性炭廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)以及人民生活中，是一種不可缺少的重要吸附材料。絕大多數(shù)活性炭產(chǎn)品都是一次性使用，由于回收成本高，大多使用后都被丟棄，因而造成了二次污染，所以將吸附飽和的廢活性炭的再生具有極其重要的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)價值?；钚蕴吭偕菍⑽斤柡偷幕钚蕴客ㄟ^各種方法恢復(fù)其吸附性能，達(dá)到循環(huán)利用，節(jié)約資源的目的。再生方法主要取決于活性炭吸附的物質(zhì)性質(zhì)，目前國內(nèi)外較為成熟的再生方法有三種，即熱再生［1-3］、化學(xué)再生［4，5］、和生物再生［6］。目前使用最多最成熟的再生活性炭的方法是傳統(tǒng)熱再生法，但熱再生過程耗能大，炭損耗較多，成本較高。溶劑再生，條件溫和，對活性炭結(jié)構(gòu)無影響，再生效率高，但活性炭孔中有機(jī)物并不能完全除去，多次再生后，炭孔被堵，活性炭就無吸附效果；生物再生成本較低，對活性炭影響小，但是適用性較低，有些有毒有害難降解物質(zhì)就難以使用此種再生方法。由于活性炭是一種極性介質(zhì)，而微波對極性物質(zhì)加熱，相對于傳統(tǒng)加熱方法由外向內(nèi)加熱，它是由內(nèi)向外加熱，減少加熱時間，降低再生過程的炭損耗。但此種再生由于急劇升溫，在炭孔中的大分子有機(jī)物容易碳化，堵塞炭孔，影響再生后的活性炭吸附效果。用微波法再生處理過焦化廢水的干燥活性炭，其影響因素有很多。由于微波再生實質(zhì)還是一種熱再生方法，而熱再生方法在再生活性炭時候均要考慮用堿性物質(zhì)［7］進(jìn)行造孔，同時考慮有機(jī)溶劑的解析作用［8］，選取堿性物質(zhì)和有機(jī)溶劑對其進(jìn)行再生預(yù)處理，使活性炭中吸附的有機(jī)質(zhì)更容易脫附，因此本實驗將活性炭用量、微波功率、微波時間以及預(yù)處理時溶液的堿性物質(zhì)和有機(jī)溶劑的配比作為微波再生活性炭過程中的4個主要因素考慮。1、實驗部分1.1材料和儀器微波爐（可調(diào)功率）、石英坩堝、吸附飽和的活性炭（制藥廢水）、制藥廢水（二沉池后出水，出水為淡黃色）、萬分之一天平、干燥箱。氫氧化鉀、乙醇、重鉻酸鉀、氫氧化鈉、硝酸、硫酸亞鐵銨、濃硫酸、硫酸汞、硫酸銀，鄰啡羅琳（均為分析純）。實驗方法配置不同比例的氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇再生溶液，將再生溶液與不同量吸附飽和的活性炭炭混合后浸泡一定時間，過濾后，加一定量水洗脫，過濾，將過濾后活性炭在不同功率條件下微波再生一定時間，可得再生活性炭，測定活性炭的吸附碘值。2、實驗結(jié)果2.1不同再生液比例對再生活性炭吸附能力的影響圖1不同比例洗脫液對活性炭再生效果影響配置不同比例的氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇再生溶液，將再生溶液與15g吸附飽和的活性炭混合后浸泡25min,過濾后，加一定量水洗脫，過濾，將過濾后活性炭在950w條件下微波再生5min,可得再生活性炭，測定活性炭的吸附碘值相對于新碳的效果。實驗結(jié)果可知，隨著乙醇增加，再生效果越來越好，在90：10比例時候效果最好，后隨著乙醇增多，吸附效果變差，最后變得穩(wěn)定。不過整體效果再生后活性炭吸附效果均優(yōu)于新碳，經(jīng)過洗脫和微波后，活性炭新增了新的吸附活性位點，吸附效果變得更好。不同量吸附飽和活性炭洗脫對再生活性炭吸附能力的影響配置氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇的90：10的再生溶液，將再生溶液40ml與不同質(zhì)量吸附飽和的活性炭混合后浸泡25min，過濾后，加一定量水洗脫,過濾，將過濾后活性炭在950w條件下微波再生5min,可得再生活性炭，測定活性炭的吸附碘值相對于新碳的效果。實驗結(jié)果可知，隨著活性炭質(zhì)量增加，吸附效果下降較慢，在活性炭體積（15g活性炭體積差不多40ml）和再生溶液體積超過1：1的時候，活性炭再生后吸附后效果差異明顯，可能是因為活性炭量太多，洗脫液對活性炭上吸附的物質(zhì)洗脫不完全，導(dǎo)致部分吸附位點無法再生，吸附效果下降。為減少洗脫液消耗，選取活性炭體積（15g活性炭體積差不多40ml）和再生溶液體積1：1為最優(yōu)比。圖2不同質(zhì)量吸附飽和活性炭對活性炭再生效果影響不同洗脫時間對再生活性炭吸附能力的影響配置氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇的90：10的再生溶液，將再生溶液40ml與15g吸附飽和的活性炭混合后浸泡不同時間后，過濾后，加一定量水洗脫，過濾，將過濾后活性炭在950w條件下微波再生5min,可得再生活性炭，測定活性炭的吸附碘值相對于新碳的效果。實驗結(jié)果可知，在洗脫時間超過25min以后，再生后活性炭吸附效果差別不大，所以選擇洗脫時間25分鐘。圖3不同洗脫時間對活性炭再生效果影響不同洗脫時間對再生活性炭吸附能力的影響取8份吸附飽和活性炭，配置氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇的90：10的再生溶液，將再生溶液40ml分別與8份吸附飽和活性炭混合后浸泡25min后，過濾后，加一定量水洗脫，過濾，將過濾后活性炭在950w條件下微波再生不同時間，可得再生活性炭，測定活性炭的吸附碘值相對于新碳的效果。將再生后活性炭均烘干后稱重。實驗結(jié)果可以得出，隨著微波時間增加，活性炭再生效果在5min時候達(dá)到最好的效果，隨著再生時間增加，活性炭再生效果下降，可能是因為活性炭是一種極性物質(zhì)，長時間微波使得活性炭量變少，吸附量下降。圖4不同微波時間對活性炭再生效果影響3、結(jié)論最優(yōu)的再生吸附飽和活性炭的方法是：配置氫氧化鉀（40%質(zhì)量濃度）和乙醇體積為90：10的再生溶液，將再生溶液40ml與15g吸附飽和的活性炭炭混合后浸泡25分鐘后，過濾后，加一定量水洗脫，過濾，將過濾后活性炭在950w功率條件下微波再生5min,可得再生活性炭。該再生過程中，被吸附的有機(jī)物大部分被洗脫液洗脫，洗脫后的氫氧化鉀在微波下對洗脫后活性炭進(jìn)行重新造孔，形成新的吸附位點，從而達(dá)到優(yōu)于新的活性炭的吸附效果。參考文獻(xiàn)：.Ho，T.C.，etal.，Modelingofmercurydesorptionfromactivatedcarbonatelevatedtemperaturesunderfluidized/fixedbedoperations.Vol.151.2005.54-60..卜龍利，王曉昌與陸露，活性炭的微波凈化與再生及其吸附性能研究.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008.40（3）：第413-417頁..孟磊，活性炭再生工藝優(yōu)化與效果分析.中小企業(yè)管理與科技（中旬刊）2018（07）：第179-180頁..Martin，R.J.andJ.Ng，TheChemicalRegenerationandSubsequentVolatilizationofExhaustedActivatedCarbon.1988.p.189-198..杜申.吸附處理染料廢水飽和活性炭電化學(xué)氧化再生.in《環(huán)境工程》2018年全國學(xué)術(shù)年會.2018.中國北京..尤濤.活性炭生物再生